Jdi na obsah Jdi na menu
 


Odvození zatížení potrubí od teploty tekutiny (média)

14. 7. 2016

 

1. Použité značky a jednotky

Poř. č.
Značka
Název veličiny
1.
F
síla (všeobecně)
2.
M
moment síly (všeobecně)
3.
(sigma)
napětí
4.
F
dovolené namáhání při nejvyšší dovolené teplotě
5.
Ftest
dovolené namáhání při zkušební teplotě
6.
TS
nejvyšší dovolená teplota ve stupních Celsia
7.
TD
návrhová (konstrukční ) teplota
8.
tc
výpočtová teplota
9.
MDMT
minimální dovolená návrhová teplota.
10.
 
 

 

2. Teplota

2.1. Názvosloví pro teplotu - definice

Nejvyšší (popř. nejnižší) dovolená teplota (TS) je výrobcem udaná nejvyšší (popř. nejnižší) teplota, pro kterou je tlakové zařízení navrženo.

Minimální dovolená návrhová  teplota (MDMT) je primárně teplota vnějšího prostředí u tlakové sestavy. V případě, že vnitřní prostředí technologicky svázáno s teplotou vnější, (např. přímé sání vnějšího vzduchu do rozvodu bez předehřátí), jde i o teplotu vnitřní.

Porovnávací teplota je teplota při montáži, která je základní pro výpočet tepelné dilatace potrubí.

Konstrukční teplota je teplota, na kterou je počítána potrubní komponenta.

 

2.2. Porovnávací teplota

Po dohodě s klientem se též určí porovnávací teplota (tj. teplota při montáži), která je důležitá pro výpočet tepelné dilatace potrubí. Obvyklá porovnávací teplota je 20°C.
 

2.3. Minimální dovolená návrhová teplota

Po dohodě s klientem se též určí minimální dovolená návrhová teplota (MDMT) na základě následujících podkladů:

Jedná se primárně o teplotu vnějšího prostředí u tlakové sestavy. V případě, že vnitřní prostředí technologicky svázáno s teplotou vnější, (např. přímé sání vnějšího vzduchu do rozvodu bez předehřátí), jde i o teplotu vnitřní.

·                    Dle PED NV219/2016Sb.

 Příloha 1 „Základní technické požadavky“ v kap.2.2.1.: Tlakové zařízení musí být navrženo pro zatížení, které odpovídá jeho zamýšlenému použití a dalším rozumně předvídatelným provozním podmínkám. Je nutné vzít v úvahu následující činitele: a) vnitřní nebo vnější tlak, b) teplotu okolí a pracovní teplotu, c) ………atp. 

Jako podklad pro její určení můžeme použít tyto informace:

·                    dle ČSN 730035 „Zatížení stavebních konstrukcí“,

kapitola 5 „Klimatická zatížení“ a kapitola 8 „Zatížení od vynucených přetvoření“ udává teploty min. vnějšího prostředí na straně 101 tyto:

-                             pro teplotní oblast I.                                          - 15 st.C

-                             pro teplotní oblast II.                                         - 18 st.C

-                             pro teplotní oblast II. s nadmořskou výškou nad 800m - 21 st.C

zařazení území do teplotních oblastí je dle ČSN 730540.

·                 dle ČSN EN 1991-1-5 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí. Část 1-5 Obecná zatížení

Příloha N/A tj. česká národní příloha k této normě

 

2.4. Zatížení a napětí od tepelné dilatace

               Zatížení od tepelné dilatace znamená pohyby jak vlastního potrubí, tak hrdel aparátů a zařízení, na něž potrubí navazuje, tak i podpěr, na kterých je potrubí uloženo. Dilatace samotného potrubí není součástí této kapitoly .

Aparáty i podpěry dilatují různě, neboť jsou z jiného materiálu a jsou vystaveny jiné teplotě. Součinitel tepelné roztažnosti aparátů i podpěr se mění s teplotou. Zatížení pohyby hrdel a podpěr je možné od pohybů a od natočení ve všech třech osách x,y,z.
Tepelná dilatace způsobuje sekundární napětí výhradně ve směru osovém a to v případě zabráněné i nezabráněné dilatace.
 
2.5. Banánový efekt

           Mezi zatížení teplotou patří i banánový efekt, jinak  je ho též možné nazvat stratifikací. Jestliže je vodorovné potrubí naplněno kapalinou jen z části, dolní část potrubí má jinou teplotu (dejme tomu vyšší) než horní, prázdná. Dolní část potrubí se od teploty více roztahuje a potrubí se prohne do podobného tvaru jako má banán. Více je to rozebráno v kapitole Bližší údaje o vzdálenosti podpěr jsou uvedeny  v kapitole 6. publikace "Jak na potrubí? E-kniha o pevnostních výpočtech potrubí", kterou si můžete stáhnout na těchto stránkách.  I zde jde o sekundární napětí.

 
3. Literatura a odkazy pro další a podrobnější informace 

ČSN EN 1991-1-5 Eurokód 1:Zatížení konstrukcí.Část 1-5 Obecná zatížení- Zatížení teplotou

ČSN EN 13480-3 Kovová průmyslová potrubí. Část 3. Konstrukce a výpočet.

ČSN EN 13480-5 Kovová průmyslová potrubí. Část 5. Kontrola a zkoušení.

ČSN 730035 Zatížení stavebních konstrukcí - již neplatná

ČSN 730540 Tepelná ochrana budov - již neplatná